甲醇精馏系统泵的选择与应用

1、甲醇精馏系统泵的选择与比较韩彬金牛旭阳合成工段摘要:本文主要介绍了磁力泵,离心泵的原理与优缺点及在精馏系统现行工艺情况下的运行情况与比较。关键字:磁力泵离心泵原理比较工况1前言:金牛旭阳20万吨甲醇项目精馏系统中,开车时除残液泵为石油化工离心泵外,粗醇泵、预后泵、各塔回流泵均为丹东克隆集团的磁力泵。在开车及生产过程中频繁出现故障问题,通过对磁力泵、离心泵原理及优缺点的探讨,优化精馏各泵的选择,选出当前工况下最适合泵的种类。2工艺流程简述:从合成工序来的粗甲醇40度左右,经过粗醇泵进入精馏工序,在预塔内除掉轻组分的粗甲醇温度86度通过预后泵给加压塔进料,在加压塔内除去重组分并采出合格醇后在压差作

2、用下进入常压塔进一步去除重组分和采出合格醇。经过精馏后,常压塔塔底残液温度108度经残液泵去汽提塔。为保证精馏连续运行和产品质量,各塔都有连续的回流液由各回流泵加压后返回塔内。其中预塔回流温度40度,加压塔回流温度123度,常压塔回流温度60度。3磁力泵工作原理及注意事项:3.1磁力泵的工作原理将n对磁体(n为偶数按规律排列组装在磁力传动器的内、外磁转子上,使磁体部分相互组成完整藕合的磁力系统。当内、外两磁极处于异极相对,即两个磁极间的位移角=0,此时磁系统的磁能最低;当磁极转动到同极相对,即两个磁极间的位移角=2/n,此时磁系统的磁能最大。去掉外力后,由于磁系统的磁极相互排斥,磁力将使磁体恢

3、复到磁能最低的状态。于是磁体产生运动,带动磁转子旋转。1.永磁体由稀土永磁材料制成的永磁体工作温度范围广(-45-400,矫顽力高,磁场方向具有很好的各向异性,在同极相接近时也不会发生退磁现象,是一种很好的磁场源。2.隔离套在采用金属隔离套时,隔离套处于一个正弦交变的磁场中,在垂直于磁力线方向的截面上感应出涡电流并转化成热量。选用高电阻率、高强度的非金属材料制作隔离套,在降低涡流方面效果十分明显。3.冷却润滑液流量的控制泵运转时,必须用少量的液体对内磁转子与隔离套之间的环隙区域和滑动轴承的摩擦副进行冲洗冷却。冷却液的流量通常为泵设计流量的2%-3%,内磁转子与隔离套之间的环隙区域由于涡流而产生

4、高热量。当冷却润滑液不够或冲洗孔不畅、堵塞时,将导致介质温度高于永磁体的工作温度,使内磁转子逐步失去磁性,使磁力传动器失效。当介质为水或水基液时,可使环隙区域的温升维持在3-5;当介质为烃或油时,可使环隙区域的温升维持在5-8。4.滑动轴承磁力泵滑动轴承的材料有浸渍石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等。由于工程陶瓷具有很好的耐热、耐腐蚀、耐摩擦性能,所以磁力泵的滑动轴承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨胀系数小,所以轴承间隙不得过小,以免发生抱轴事故。由于磁力泵的滑动轴承以所输送的介质进行润滑,所以应根据不同的介质及使用工况,选用不同的材质制作轴承。5.保护措施当磁力传动器的从动部件在过载情

5、况下运行或转子卡死时,磁力传动器的主、从动部件会自动滑脱,保护机泵。此时磁力传动器上的永磁体在主动转子交变磁场的作用下,将产生涡损、磁损,造成永磁体温度升高,磁力传动器滑脱失效。3.2磁力泵的注意事项1.防止颗粒进入(1不允许有铁磁杂质、颗粒进入磁力传动器和轴承摩擦副;(2输送易结晶或沉淀的介质后要及时冲洗(停泵后向泵腔内灌注清水,运转1min后排放干净,以保障滑动轴承的使用寿命;(3输送含有固体颗粒的介质时,应在泵流管入口处过滤。2.防止退磁(1磁力矩不可设计得过小;(2应在规定温度条件下运行,严禁介质温度超标。可在磁力泵隔离套外表面装设铂电阻温度传感器检测环隙区域的温升,以便温度超限时报警

6、或停机。3.防止干摩擦(1严禁空转;(2严禁介质抽空;(3在出口阀关闭的情况下,泵连续运转时间不得超过2min,以防磁力传动器过热而失效。4.不可用在有压力的系统中由于磁力泵泵腔中存在一定的间系及磁力泵内使用的是“静轴承”,由此该系列泵绝不可以使用在有压力的系统中,正压与负压均不可行。(1因磁力泵轴承的冷却和润滑是靠被输送的介质,所以绝对禁止空运转,同时避免在工作中途停电后再启动时所造成时空载运转。(2被输送介质中,若含有固体颗粒,泵入口要加过滤网:如含有铁磁质微粒,需加磁性过滤器。(3泵在使用中环境温度应小于40,电机温升不得超过75。(4被输送的介质及其温度应在泵材允许范围内。工程塑料泵的

7、使用温度<60,金属泵的使用温度<100,输送吸入压力不大于0.2MPa,最大工作压力1.6MPa,密度不大于1600Kg/m3,粘度不大于30X10-6m2/S的不含硬颗粒和纤维的液体。(5对于输送液为易沉淀结晶的介质,使用后应及时清洗,排净泵内积液。(6磁力泵正常运行1000小时后,应拆检轴承和端面动环的磨损情况,并更换不宜再用的易损件。4离心工作原理及注意事项:4.1离心泵工作原理离心泵的主要过流部件有吸水室、叶轮和压水室。吸水室位于叶轮的进水口前面,起到把液体引向叶轮的作用;压水室主要有螺旋形压水室(蜗壳式、导叶和空间导叶三种形式;叶轮是泵的最重要的工作元件,是过流部件的心

8、脏,叶轮由盖板和中间的叶片组成。离心泵工作前,先将泵内充满液体,然后启动离心泵,叶轮快速转动,叶轮的叶片驱使液体转动,液体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去,同时叶轮从吸入室吸进液体,在这一过程中,叶轮中的液体绕流叶片,在绕流运动中液体作用一升力于叶片,反过来叶片以一个与此升力大小相等、方向相反的力作用于液体,这个力对液体做功,使液体得到能量而流出叶轮,这时液体的动能与压能均增大。离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中,其速度能和压力能都得到增加,被叶轮排出的液体经过压出室,大部分速度能转换成压力能,然后沿排出管路输送出去,这时,叶轮

9、进口处因液体的排出而形成真空或低压,吸水池中的液体在液面压力(大气压的作用下,被压入叶轮的进口,于是,旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体4.2离心泵基本构造离心泵的基本构造是由六部分组成的,分别是:叶轮,泵体,泵轴,轴承,密封环,填料函。1、叶轮是离心泵的核心部分,它转速高输出力大,叶轮上的叶片又起到主要作用,叶轮在装配前要通过静平衡实验。叶轮上的内外表面要求光滑,以减少水流的摩擦损失。2、泵体也称泵壳,它是水泵的主体。起到支撑固定作用,并与安装轴承的托架相连接。3、泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接,将电动机的转距传给叶轮,所以它是传递机械能的主要部件。4、轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件

10、,有滚动轴承和滑动轴承两种。滚动轴承使用牛油作为润滑剂加油要适当一般为2/33/4的体积太多会发热,太少又有响声并发热!滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的,加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出并且漂*,太少轴承又要过热烧坏造成事故!在水泵运行过程中轴承的温度最高在85一般运行在60度左右,如果高了就要查找原因(是否有杂质,油质是否发黑,是否进水并及时处理!5、密封环又称减漏环。叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区,影响泵的出水量,效率降低!间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。为了增加回流阻力减少内漏,延缓叶轮和泵壳的所使用寿命,在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封环,密封

11、的间隙保持在0.251.10mm之间为宜。6、填料函主要由填料,水封环,填料筒,填料压盖,水封管组成。填料函的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙,不让泵内的水流不流到外面来也不让外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空!当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却!保持水泵的正常运行。所以在水泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意!在运行600个小时左右就要对填料进行更换。4.3离心泵操作时注意事项:禁止无水运行,不要调节吸人口来降低排量,禁止在过低的流量下运行;监控运行过程,彻底阻止填料箱泄漏,更换填料箱时要用新填料;确保机械密封有充分冲洗的水流,水冷轴承禁止

12、使用过量水流;润滑剂不要使用过多;按推荐的周期进行检查。建立运行记录,包括运行小时数,填料的调整和更换,添加润滑剂及其他维护措施和时间。对离心泵抽吸和排放压力,流量,输入功率,洗液和轴承的温度以及振动情况都应该定期测量记录。离心泵的主机是依靠大气压将低处的水抽到高处的,而大气压最多只能支持约10.3m的水柱,所以离心泵的主机离开水面12米无法工作。5开车以来各泵运行情况及分析:精馏系统自开车以来各泵的运行状况不是很好,经常发生掉压、不上量、及轴承轴套碎裂抱死等事故。尤其是开车初期,各塔内杂质、铁屑较多,预后泵各回流泵均发生过轴套抱死轴承碎裂等事故。特别是预后泵和加压塔回流泵因其工况复杂,压力高

13、易汽化等更是频频出现事故,一度影响到了全厂的生产与运行。5.1预后泵运行情况及分析:在精馏系统中预后泵是事故发生最频繁的泵,发生事故次数达到八九次之多,最短运行时间仅半小时左右,这与预后泵的工况及磁力泵的适用情况有密切关系。预后泵的工况特点是:杂质多,尤其是铁质杂质多,液体气液混合易汽化,低压向高压输送等。而磁力泵操作注意事项中明确规定1.防止颗粒进入2.不可用在有压力的系统中在这样矛盾的工况下预后泵频繁发生事故是必然的。这表明当前预后泵在选型上存在缺陷,应根据工况采用更加适合的离心泵就能最大化避免事故的发生,换成离心泵后运行平稳使用效果良好。5.2加压塔回流泵运行情况及分析:除去预后泵外发生事故最多的就是加压塔回流泵,加压塔回流泵的工况特点是:回流温度高,回流液易汽化,杂质较少,比较干净。在开车初期,管道中杂质较多,曾发生过轴套抱死等事故。开车稳定后,加压塔回流泵易发生的事故就是掉压、易气蚀等。经各种努力还是不能避免气蚀的发生,最后决定换成离心泵。换泵后